瓦斯抽放工程设计编制提纲.docx

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瓦斯抽放工程设计编制提纲

瓦斯抽放工程设计编制提纲

瓦斯抽放工程设计由具有资质的单位或机构进行专项设计，资质（规定）由省煤炭局认定（颁布）。

第一节　概　述

一、瓦斯抽放工程设计编制依据

编制瓦斯抽放工程设计时应符合以下要求：

1、抽放瓦斯工程设计应体现安全第一、技术经济合理原则，因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料。

2、新建矿井抽放瓦斯工程设计应以批准的精查地质报告为依据，并参照邻近或条件类似生产矿井的瓦斯资料；改（扩）建及生产矿井应以本矿地质、瓦斯资料为依据。

3、抽放瓦斯设计应与矿井开采设计同步进行，合理安排掘进、抽放、回采三者间的超前与接替关系，保证有足够的工程施工及抽放时间。

二、瓦斯抽放工程设计简介

三、矿井概况

1、地理概况

矿井所在地理位置，交通、地形地貌、气候、降水河流、最高洪水位等情况、地震烈度、矿井开发史、邻近矿井分布、现开采区域位置及开采情况。

矿井水源、电源及通信。

井田范围内及邻近矿井采空区积水、自燃、火区等情况、滑坡及地表塌陷情况。

2、矿井基础资料

1）地质构造

井田地层及构造。

断层、褶曲、陷落柱、剥蚀带发育情况及其分布规律；煤系地层走向、倾斜、倾角及其变化规律；岩浆侵入情况及对煤层的影响。

2）含煤地层及煤层

煤层层数、厚度及可采煤层煤种、倾角、节理、层理发育情况。

煤层顶底板岩性特征、物理力学性质、结构及变化规律；煤层结构，煤层露头（含隐伏露头）及风氧化带情况。

3）矿井煤层瓦斯含量情况、瓦斯等级，矿井瓦斯及二氧化碳相对涌出量、绝对涌出量；煤层瓦斯压力、井田瓦斯赋存规律；各可采煤层煤尘爆炸性鉴定资料、煤层自燃倾向性鉴定资料和自然发火期统计资料；矿井煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性；邻近矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃、煤与瓦斯突出、地温等实际及鉴定研究成果。

4）井田水文地质简述

区域及井田水文地质条件;井田主要含水层类型;地表水情况,矿井水患类型及威胁程度分析;井田内及周边矿井采（古）空区范围及积水情况等。

3、矿井开拓、开采概况

煤炭开采各类证件、批准开采煤层、井田范围和井田面积，矿井煤层、资源储量，批准的生产能力，目前设计开采煤层。

井田开拓与开采、矿井主要生产系统及设备、工作面回采工艺。

第二节矿井瓦斯储量及可抽量预测

基本建设矿井,可以按区域性参数进行设计，做好揭露煤层的安全措施，瓦斯参数在揭露煤层后必须重新确定，设计做相应调整。

生产矿井严格按要求计算。

一、瓦斯储量计算范围

瓦斯储量计算范围：

除井田范围内各可采煤层参与瓦斯储量计算范围以外，还应包括受开采层采动影响的向矿井涌出瓦斯的不可采煤层和围岩。

二、瓦斯储量及可抽量预测计算应符合以下要求：

1、矿井可抽瓦斯量是指矿井瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。

2、设计瓦斯抽放率，可根据煤层瓦斯抽放方法、瓦斯涌出来源等因素综合确定；也可参照邻近生产矿井或条件类似矿井的数值选取。

3、抽放率指标应符合《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ　1027－2006）第8．6．3条的有关规定。

4、矿井或水平的抽放年限应与其抽放瓦斯区域的开采年限相适应。

第三节瓦斯涌出量预测计算

一、煤层瓦斯主要参数

煤层瓦斯主要参数实测值：

瓦斯风氧化带深度；煤层瓦斯压力；煤层瓦斯含量；煤中残存瓦斯含量；煤的孔隙率；瓦斯含量分布梯度；煤层透气性系数；百米钻孔瓦斯流量及其衰减系数；瓦斯放散初速度。

二、矿井瓦斯涌出量预测计算（采用分源预测法计算）

1、回采工作面瓦斯涌出量预测计算。

2、掘进工作面瓦斯涌出量预测计算。

3、采区工作面瓦斯涌出量预测计算。

4、矿井瓦斯涌出量预测计算。

矿井瓦斯涌出预测值（生产时期、矿井日产量；矿井瓦斯涌出量含回采、掘进、采空区）。

第四节　矿井抽放瓦斯的必要性和可行性分析

一、矿井瓦斯来源分析

矿井瓦斯来源是确定抽放方法的主要依据，因此，应尽量详细地做好以下测量工作：

――必须测定出掘进、采煤与采空区的瓦斯涌出量分别占全矿井瓦斯涌出量的比例；

――必须准确地判断出采区工作面的瓦斯主要来自本煤层还是邻近层。

一般把回采工作面老顶初次冒落前的平均瓦斯涌出量认为是本煤层的瓦斯涌出量，而将老顶初次冒落后的平均瓦斯涌出增加量认为是邻近层的瓦斯涌出量。

1、矿井瓦斯来源及涌出构成。

2、回采工作面瓦斯来源及涌出构成。

二、抽放瓦斯的必要性

1、回采工作面抽放瓦斯必要性分析。

2、掘进工作面抽放瓦斯必要性分析。

三、抽放瓦斯的可行性分析

1、开采层抽放瓦斯的可行性。

2、邻近层抽放瓦斯的可行性。

3、煤层抽放瓦斯难易程度分类（容易抽放、可以抽放、较难抽放）判断抽放瓦斯的可行性。

四、抽放瓦斯效果预计

矿井设计年抽放瓦斯量或矿井设计年抽放瓦斯规模按设计的日抽放瓦斯量乘以矿井设计年工作日数计算。

1、工作面瓦斯抽放量。

1）回采工作面瓦斯抽放量

a、本煤层瓦斯抽放量

b、邻近层瓦斯抽放量

2）掘进工作面瓦斯抽放量

2、矿井瓦斯抽放量。

永久抽放系统的年抽放瓦斯量应不小于100万m3，移动泵站不小于10万m3。

3、瓦斯抽出率。

瓦斯抽出率应符合以下要求：

——预抽煤层瓦斯的矿井：

矿井抽出率不小于20%，回采工作面抽出率不小于25％；

——邻近层卸压瓦斯抽放的矿井：

矿井抽出率不小于35％，回采工作面抽出率不小于45％：

——采用综合抽放方法的矿井：

矿井抽出率不小于25％；

——煤与瓦斯突出矿井，预抽煤层瓦斯后，突出煤层的瓦斯含量应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa以下。

第五节　矿井抽放瓦斯方法的选择

建立瓦斯抽放系统、抽放瓦斯的必要性指标和抽放瓦斯的可能性指标。

根据规程、规范的规定论述采用矿井集中抽放瓦斯系统、采用地面钻孔抽放瓦斯系统，还是采用井下移动式抽放瓦斯系统。

建立抽放瓦斯系统的矿井必须实施先抽后采或边采边抽，并按矿井瓦斯来源实施开采煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放。

多瓦斯来源的矿井，应采用综合抽放瓦斯方法。

一、矿井瓦斯抽放方法的选择

1、回采工作面瓦斯来源及构成。

2、本煤层瓦斯抽放方法。

未卸压煤层进行预抽，煤层瓦斯抽放的难易程度可划分为三类。

——煤层透气性较好，容易抽放的煤层，宜采用本层预抽方法，可采用顺层或穿层布孔方式。

——煤层透气性较差，采用分层开采的厚煤层，可利用先采分层的卸压作用抽放未采分层的瓦斯。

——单一低透气性高瓦斯煤层，可选用加密钻孔、交叉钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔控制预裂爆破等方法强化抽放。

煤与瓦斯突出危险严重煤层，应选择穿层网格布孔方式。

——煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层，可采用边掘边抽或先抽后掘的抽放方法。

3、邻近层瓦斯抽放方法。

——通常采用从开采层回风巷（或回风副巷）向邻近层打垂直或斜交穿层钻孔抽放瓦斯的方法。

——当邻近层瓦斯涌出量大时，可采用顶（底）板瓦斯巷道（高抽巷）抽放。

——当邻近层或围岩瓦斯涌出量较大时，可在工作面回风侧沿开采层顶板布置迎面水平长钻孔（高位钻孔）抽放上邻近层瓦斯。

4、采空区瓦斯抽放方法。

——老采空区应选用全封闭式抽放方法。

——现采空区可根据煤层赋存条件和巷道布置情况，采用顶（底）板钻孔法，有煤柱及无煤柱垂直及斜交钻孔法，插（埋）管法等抽放方法，并应采取措施，提高抽放瓦斯浓度。

——开采容易自燃或自燃煤层的采空区，必须经常检测抽放管路中C0浓度和气体温度等有关参数的变化。

发现有自然发火征兆时，必须采取防止煤自燃的措施。

5、其它情况。

――煤与瓦斯突出矿井开采保护层时，必须同时抽放被保护煤层的瓦斯。

――埋藏浅、瓦斯含量高的厚煤层或煤层群，有条件时，可采用地面钻孔预抽开采层瓦斯、抽放卸压邻近层瓦斯或抽放采空区瓦斯的方法。

――对矿井瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层赋存条件复杂的矿井，应采用多种抽放方法相结合的综合抽放方法。

二、矿井瓦斯抽放系统选择。

瓦斯抽放系统选择的应注意以下问题：

1、分期建设、分期投产的矿井，抽放瓦斯工程可一次设计，分期建设、分期投抽。

2、抽放瓦斯站的建设方式，应经技术经济比较确定。

一般情况下，宜采用集中建站方式。

当有下列情况之一时，可采用分散建站方式：

——分区开拓或分期建设的大型矿井，集中建站技术经济不合理。

——矿井抽放瓦斯量较大且瓦斯利用点分散。

——一套抽放瓦斯系统难以满足要求。

三、瓦斯抽放参数的确定。

1、钻场的布置位置、间距、尺寸及支护方式，抽放时间。

2、钻孔布置。

1）本层瓦斯抽放钻孔参数。

2）邻近层瓦斯抽放钻孔参数。

3）采空区瓦斯抽放布置原则和参数。

采空区瓦斯抽放布置原则、采空区瓦斯抽放的钻孔参数。

3、钻场钻孔布置应按照以下要求：

——钻场的布置应免受采动影响，避开地质构造带，便于维护，利于封孔，保证抽放效果。

——尽量利用现有的开拓、准备和回采巷道布置钻场。

——对开采层未卸压抽放，除按钻孔抽放半径确定合理的孔间距外，应尽量增大钻孔的见煤长度。

——邻近层卸压抽放，应将钻孔打在采煤工作面顶板冒落后所形成的裂隙带内，并避开冒落带。

——强化抽放布孔方式除考虑应取得好的抽放效果外，还应考虑措施施工方便。

——边采边抽钻孔的方向应与开采推进方向相迎，避免采动首先破坏孔口或钻场。

——钻孔方向应尽可能正交或斜交煤层层理。

——穿层钻孔终孔位置，应在穿过煤层顶（底）板0．5m处。

四、封孔方式、材料及工艺

1、邻近层封孔工艺。

2、本煤层封孔工艺。

3、预抽煤层瓦斯的钻孔量。

——当采用顺层孔抽放时钻孔量应符合《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027）的要求；

——当采用穿层钻孔抽放时，钻孔见煤点的间距可参照下列数据：

容易抽放煤层15-20m；可以抽放煤层10-15m；较难抽放煤层8-l0m。

第六节　瓦斯抽放系统管路和设备布置及选型

一、抽放管路布置及选型计算

矿井抽放瓦斯设备的能力，应满足矿井抽放瓦斯期间或在抽放瓦斯设备服务年限内所达到的开采范围的最大抽放量和最大抽放阻力的要求，且应有不小于15％的富裕能力。

矿井抽放系统的总阻力，必须按管网最大阻力计算，抽放瓦斯系统应不出现正压状态。

抽放管路总阻力包括摩擦阻力和局部阻力；摩擦阻力可用低负压瓦斯管路阻力公式计算；局部阻力可用估算法计算，一般取摩擦阻力的10％一20％。

二、抽放设备布置及选型

抽放管路系统应根据井下巷道的布置、抽放地点的分布、瓦斯利用的要求以及矿井的发展规划等因素确定，避免或减少主干管路系统的频繁改动，确保管道运输、安装和维护方便，并应符合下列要求：

——抽放管路通过的巷道曲线段少、距离短，管路安装应平直，转弯时角度不应大于50。

——抽放管路系统宜沿回风巷道或矿车不经常通过的巷道布置；若设于主要运输巷内，在人行道侧其架设高度不应小于1.8m，并固定在巷道壁上，与巷道壁的距离应满足检修要求；抽放瓦斯管件的外缘距巷道壁不宜小于0.1m。

——当抽放设备或管路发生故障时，管路内的瓦斯不得流入采掘工作面及机电硐室内。

――尽可能避免布置在车辆通行频繁的主干道旁。

——不得将抽放管路和自来水管、暖气管、下水道管、动力电缆、照明电缆及通讯电缆等敷设在同一条地沟内。

——主干管应与城市及矿区的发展规划和建筑布置相结合。

——抽放管道与地上、下建（构）筑物及设施的间距，应符合《工业企业总平面设计规范》的有关规定。

——瓦斯管道不得从地下穿过房屋或其它建（构）筑物，一般情况下也不得穿过其它管网，当必须穿过其它管网时，应按有关规定采取措施。

――抽放瓦斯管路的管径应按最大流量分段计算，并与抽放设备能力相适应，抽放管路按安全流速为5—15m／s和最大通过流量来计算管径，抽放系统管材的备用量可取10％。

――当采用专用钻孔敷设抽放管路时，专用钻孔直径应比管道外形尺寸大lOOmm；当沿竖井敷设抽放管路时，应将管道固定在罐道梁上或专用管架上。

三、抽放管路、设备的安装要求。

1、抽放管路附属装置及设施安装应符合以下要求：

——主管、分管、支管及其与钻场连接处应装设瓦斯计量装置；

——抽放钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处及沿管路适当距离（间距一般为200m～300m，最大不超过500m）应设置放水器；

——在抽放管路的适当部位应设置除渣装置和测压装置；

——抽放管路分岔处应设置控制阀门，阀门规格应与安装地点的管径相匹配；

——地面主管上的阀门应设置在地表下用不燃性材料砌成，不透水的观察井内，其间距为500m～1000m。

――抽放管路应保持一定的坡度，一般不小于1％。

――在倾斜巷道中，管路应设防滑卡，其间距可根据巷道坡度确定，对28。

以下的斜巷，间距一般取15m-20m。

――抽放管路应有良好的气密性及采取防腐蚀、防砸坏、防带电及防冻等措施。

――通往井下的抽放管路应采取防雷措施。

――抽放瓦斯管路必须进行防腐处理，外部涂红色以示区别。

第七节　矿井瓦斯抽放工程工期预计

一、瓦斯抽放工程。

二、施工进度指标及工期预计。

　第八节　瓦斯抽放安全技术措施

一、抽放系统及抽放泵站安全措施。

1、抽放系统安全措施。

1）抽放钻场、钻孔施工防治瓦斯措施。

2）管路防腐蚀、防漏气、防砸坏、电气防爆、防静电、防带电、防底鼓措施。

3）立井（立眼）、斜井（斜巷）管路防滑措施。

4）地面管路防冻措施。

2、抽放系统及井下移动抽放瓦斯泵站，应遵从以下要求：

――井下移动抽放瓦斯泵站应安装在抽放瓦斯地点附近的新鲜风流中。

抽出的瓦斯必须引排到地面、总回风道或分区回风道；已建永久抽放系统的矿井，移动泵站抽出的瓦斯可直接送至矿井抽放系统的管道内，但必须使矿井抽放系统的瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》第一百四十八条规定。

――移动泵站抽出的瓦斯排至回风道时，在抽放管路出口处必须采取安全措施，设置橱栏、悬挂警戒牌。

栅栏设置的位置，上风侧为管路出口外推5m，上下风侧栅栏间距不小于35m。

两栅栏间禁止人员通行和任何作业。

移动抽放泵站排到巷道内的瓦斯，其浓度必须在30m以内被混合到《煤矿安全规程》允许的限度以内。

栅栏处必须设警戒牌和瓦斯监测装置，巷道内瓦斯浓度超限报警时，应断电、停止抽放瓦斯、进行处理。

监测传感器的位置设在栅栏外1m以内。

两栅栏间禁止人员通行和任何作业。

――井下移动瓦斯抽放泵站必须实行“三专”供电，即专用变压器、专用开关、专用线路。

二、抽放瓦斯站安全措施，应遵从以下要求：

――在一个抽放站内，抽放瓦斯泵及附属设备只有一套工作时，应备用一套；两套或两套以上工作时，其备用量可按工作数量的60％计。

钻机备用量按工作台数的60％计；

――抽放站位置应设在不受洪涝威胁且工程地质条件可靠地带，应避开滑坡、溶洞、断层破碎带及塌陷区等；宜设在回风井工业场地内，站房距井口和主要建筑物及居住区不得小于50m；

――站房及站房周围20m范围内禁止有明火；

——站房应建在靠近公路和有水源的地方；

——站房应考虑进出管敷设方便：

有利瓦斯输送，并尽可能留有扩能的余地；

――抽放站建筑必须采用不燃性材料，耐火等级为二级；

——站房周围必须设置栅栏或围墙；

――站房附近管道应设置放水器及防爆、防回火、防回水装置，设置放空管及压力、流量、浓度测量装置，并应设置采样孔、阀门等附属装置。

放空管设置在泵的进、出口，管径应大于或等于泵的进、出口直径，放空管的管口要高出泵房房顶3m以上。

――泵房内电气设备、照明和其它电气、检测仪表均应采用矿用防爆型；

――站房必须有直通矿调度室的电话；

――抽放站应有供水系统。

站房设备冷却水一般采用闭路循环。

给水管路及水池容积均应考虑消防水量。

污水应设置地沟排放。

――抽放瓦斯泵必须有前后防回火、爆炸、电气防爆、防静电措施。

――抽放瓦斯站必须有防雷电、防火灾、防洪涝、防冻措施。

――必须有抽放瓦斯浓度规定及在规定浓度下的防爆措施。

――必须有安全管理措施。

第九节　瓦斯的综合利用

一、抽放瓦斯的综合利用及评价

1、抽放瓦斯的矿井应加强瓦斯利用工作，变害为利，保护环境并以用促抽，以抽保用。

年抽放瓦斯量在100万m。

及以上的矿井，必须开展瓦斯利用工作。

矿井瓦斯利用须经相关资质的专业机构进行可行性论证。

2、进行瓦斯抽放论证和设计时，要同时对瓦斯利用进行论证和设计。

3、瓦斯利用设计内容包括：

确定瓦斯利用量和利用方式、储气装置及容积、输送气方法、输气管路系统、安全及检测装置、利用工艺，绘制瓦斯利用工程系统布置图，编制设备材料清册、土建工程计划、资金概算、劳动组织及管理制度、安全技术措施、经济分析等。

第十节瓦斯抽放的配套设施

一、给排水、采暖及供热（地面抽放瓦斯时）

1、给排水。

1）给水。

2）排水。

2、采暖及供热。

抽放站采暖与通风应符合现行的《煤炭工业矿井设计规范》的有关规定。

1）采暖。

2）供热。

二、供电及通信

双回路电源可靠性。

满足供电条件。

三、监测监控系统

加强瓦斯抽放参数（抽放量、瓦斯浓度、负压、正压、大气压、温度等）的监测，发现问题时，及时处理。

抽放量的计算用大气压为101．325kPa、温度为20。

C时标准状态下的数值。

泵房内电气设备、照明和其它电气、检测仪表均应采用矿用防爆型。

抽放泵运转时，必须对泵水流量、水温度、泵轴温度等进行监测、监控。

1、监测监控参数的确定及设置地点。

2、监测监控系统的自动化程度及设备选型。

3、检测仪器仪表的配备。

四、地面建筑及环保

废水、噪声和对空排放瓦斯等污染物不得超过工业卫生规定指标，抽放站场地应搞好绿化。

第十一节　抽放瓦斯管理

矿井瓦斯抽放工作由企业总工程师负全面技术责任，应定期检查、平衡抽放瓦斯工作：

负责组织编制、审批、实施、检查抽放瓦斯工作长远规划、年度计划和安全技术措施，保证抽放瓦斯工作的正常衔接，做到“掘、抽、采”平衡。

企业行政正、副职负责落实和检查所分管范围内的有关抽放瓦斯工作；企业各职能部门负责人对本职范围内的抽放瓦斯工作负责。

抽放瓦斯所需要的费用、材料和设备等，必须列入企业财务、供应计划和生产计划。

煤炭企业必须配备专业技术人员，负责瓦斯抽放日常管理，总结分析抽放瓦斯效果，研究和改进抽放技术，组织新技术推广等。

一、瓦斯抽放管理及规章制度。

抽放瓦斯矿井必须建立健全岗位责任制、钻孔钻场检查管理制度、抽放工程质量验收等相关制度。

二、瓦斯抽放人员配备（按岗定员）。

抽放瓦斯矿井必须建立专门的瓦斯抽放队伍，负责打钻、管路安装回收等工程的施工和瓦斯抽放参数测定等工作。

三、瓦斯抽放必须具备的图纸、常用记录及报表样式和和技术资料。

抽放瓦斯矿井必须有下列图纸和技术资料：

1、图纸：

1）抽放瓦斯系统图；

2）泵站平面与管网（包括阀门、安全装备、检测仪表、放水器等）布置图：

3）抽放钻场及钻孔布置图；

4）泵站供电系统图。

2、记录：

1）抽放工程和钻孔施工记录；

2）抽放参数测定记录：

3）泵房值班记录。

3、报表：

1）抽放工程年、季、月报表；

2）抽放量年、季、月、旬报表。

4、台账

1）抽放设备管理台账；

2）抽放工程管理台账；

3）抽放瓦斯系统和抽放参数、抽放量管理台账。

5、报告：

1）矿井和采区抽放工程设计文件及竣工报告；

2）瓦斯抽放总结与分析报告。

第十二节　经济概算及投资

一、概算编制范围及依据。

二、概算投资及明细。

三、投资来源。

四、技术经济分析及评价。

五、主要技术指标表。

附图：

1、井田开拓方式平面图

2、通风系统图

3、采掘工作面及上下邻近层瓦斯抽放工艺布置图

4、矿井瓦斯抽放系统平面图

5、矿井瓦斯抽放系统各类传感器布置图

6、地面瓦斯抽放站设备布置平面图

7、地面瓦斯抽放站场地平面布置图

8、其它相关图纸